流化床光催化反应器处理偶氮染料4BS废水中试研究

采用 3 0～ 40目负载型光催化剂 ,以高压汞灯为紫外光源 ,研究了偶氮染料 4BS废水在流化床光催化中试反应器中的降解 ,针对有关工艺参数和反应动力学进行了考察。结果表明 :所用中试反应器对 4BS具有较好的降解效果 ;催化剂浓度存在最佳值 ;适当增加光强及溶解氧浓度均有利于光催化降解效率的提高 ;染料 4BS溶液的光催化降解过程符合表现一级反应动力学规律 ,并且表观反应速率常数与 4BS初始浓度之间具有近似负一级的动力学关系     

微波强化光催化对直接耐酸大红4BS的降解

采用微波无极灯强化光催化对直接耐酸大红4BS的降解进行研究。初步考察反应温度、微波功率、pH值、催化剂TiO2浓度、曝气量、直接耐酸大红4BS初始浓度、外加氧化剂H2O2量等因素对直接耐酸大红4BS降解效果的影响。实验结果表明,反应最佳温度是55℃、最佳催化剂TiO2投加量为6 g/L;较低pH值、高微波功率、外加氧化剂H2O2有利于直接耐酸大红4BS的降解。与常规的光催化相比,微波减弱pH值和染料初始浓度对降解效率的影响。在优化工艺参数和未加H2O2条件下,反应4 h后,质量浓度为500 mg/L的直接耐酸大红4BS降解率达到90%。     

活性炭负载TiO2催化剂对直接耐酸大红4BS溶液的光催化降解研究

采用溶胶-凝胶法制备了活性炭负载型TiO2催化剂,采用了XRD、BET和SEM对催化剂进行表征。研究了催化剂对直接耐酸大红4BS的紫外光催化降解,比较了活性炭、P25和TiO2／AC对4BS溶液的降解能力,探讨了催化剂煅烧温度和投加量以及染料溶液的初始浓度对光催化降解率的影响,并对催化剂进行了回收再生实验。结果表明,500℃下煅烧的TiO2／AC催化剂比表面积为1147．88m^2／g、TiO2粒径为21．9nm、晶相组成以锐钛矿为主,具有良好的光催化活性和稳定性;90min后2g／L催化剂对150mg／L的4BS溶液紫外光催化降解率达到99．8％。     

二氧化钛平推流光催化反应器降解染料过程中氮素的变化

研究了在平推流光化学反应器中采用纳米TiO2光催化降解水中染料化合物。结果表明:染料化合物能被光催化有效地降解为NH+4-N、NO-3-N和其他无机离子,不同结构类型染料的降解速率不同,但均符合准一级动力学模型;通过监测降解过程中无机氮产物的含量,发现染料类化合物在光催化过程中有机氮先降解成NH+4-N,再被继续氧化成NO-3-N,由于强氧化环境的作用,NH+4-N向NO-3-N转化过程中,不经过中间价态的NO-2-N。     

UV/Fenton/杂多酸体系对染料曙红Y的光解作用研究

为改善Fenton反应的氧化效率,选择杂多酸为活化剂,建立了一种新的光催化体系。在光化学反应器中,以紫外灯为光源,以磷钨酸为光催化助剂,研究了UV/Fenton/杂多酸体系对曙红Y模拟染料废水的光催化降解的影响,并就杂多酸辅助光催化降解染料的机理,影响染料光催化降解速率的因素,提高染料光催化降解效率的途径进行了初步探讨。结果表明,溶液中H2O2投加量、Fe2+浓度、溶液pH值是影响催化光解效果的重要因素。实验得出反应的适宜条件是:pH为5～6,30%H2O2的投加量为2 mL,FeSO4的剂量约为0.02 g/L。     

印染废水的光催化氧化研究

以活性炭负载TiO2薄膜为催化剂,采用光催化氧化法分别处理靛蓝类染料、三苯甲烷类染料和偶氮类染料模拟废水以及某印染厂的出水。研究了光化时间、废水pH值及COD对处理效果的影响。结果表明：光催化氧化处理印染废水的最适光化时间为240min,最适pH值为4,且在这几种染料中,靛蓝类染料最易降解,而偶氮类染料最难降解。     

悬浮TiO_2-铂电极体系光电催化降解染料

文章采用悬浮TiO2-铂电极体系,以悬浮TiO2作为光催化剂,在两片铂电极间施加一定的电压,研究了染料Procion Red MX-5B在NaCl和Na2SO4电解质溶液中的光电催化降解。光电催化的效率与NaCl溶液的浓度和外加电压密切相关,在0.3mol/L的NaCl溶液中,外加电压8V的条件下,10min内染料的脱色率达到95%,而同时间内光催化脱色率只能达到35%。当外加电压超过5V时,电降解几乎与光电催化具有相同的染料脱色率,然而电降解并不能使染料降解的中间物矿化。光电催化能够在反应的最初一个小时去除溶液中80%的TOC,相同时间内光催化能够去除50%。光电催化与光催化都不能完全矿化所处理的染料,原因在于溶液中生成了非常稳定的降解产物。在Na2SO4溶液中,外加电压只能轻微的提高染料的脱色率,但却不能促进中间产物的分解。     

TiO_2光催化降解直接耐酸大红的动力学研究

以TiO2为催化剂,直接耐酸大红4BS为模型污染物,对暗吸附实验和不同光强下的光催化反应进行了研究。实验结果表明,TiO2对4BS有很强的吸附作用,其原因主要与染料的结构特性和催化剂表面物种有关,由于高吸附作用导致光催化反应为零级动力学;反应速率r随起始浓度C0的增加变化不大,随着光强的增强,反应速率逐渐加快,但当光强大于1.48 mw/cm2,变化较小达到光饱和;通过分析推测光催化反应途径主要是羟基自由基.OH与吸附在催化剂表面有机物的反应。     

流化床光催化氧化处理印染废水中试研究

设计了1种流化床光催化氧化中试处理系统,制备了一种负载型TiO₂光催化剂.以高压汞灯为光源,选用难降解偶氮染料4BS和高分子化学浆料CMC配制的模拟印染废水为处理对象,考察了初始pH值、初始浓度以及光助催化剂H₂O₂浓度、Fe₃₊浓度对光催化降解效果的影响,并对有关的光催化反应动力学规律进行了探讨.结果表明,本工艺系统对配制的印染废水有较好的处理效果,光照74min色度去除率可超过80%,光照150min COD去除率可超过70%,BOD₅/COD可提高至0.4以上.     

磷钨酸光催化降解直接大红4BE溶液的研究

以磷钨酸(PW12)为催化剂,对偶氮染料直接大红4BE进行均相光催化降解,考察了PW12用量、染料初始浓度对反应的影响,并对反应机理进行了探讨.结果表明,PW12能够有效光催化降解直接大红4BE.PW12用量￡600mg/L时,直接大红4BE的降解随PW12用量的增加明显加快, 光解过程符合表观一级反应动力学.当pH2.0、直接大红4BE初始浓度为50mg/L、PW12用量为600mg/L时,其光催化降解效果最佳, 对应的一级表观反应速率常数k为0.1164min-1.直接大红4BE初始浓度在50~150mg/L范围内,PW12对其光催化降解速率随染料浓度的增加而减小.结合直接大红4BE的循环伏安图,以及不同实验条件下PW12光催化直接大红4BE的UV-vis光谱图,进行的机理探讨结果表明,实验条件下,直接大红4BE的PW12光催化脱色过程是?OH氧化, PW12*–直接大红4BE复合物内的电子转移,以及杂多蓝PW12(e-)还原共同作用的结果,其中×OH氧化脱色起主导地位.     

偶氮染料4BS光解动力学和总氮脱除的初步研究

采用单独紫外光氧化降解偶氮染料直接耐酸大红(4BS),研究了不同因素对4BS光解效果的影响,并初步考察了光解对4BS溶液总氮的去除效果. 结果表明,单独紫外光氧化法对4BS及溶液中的总氮有一定的去除效果. 在非强碱性条件下,4BS的光解过程符合准一级反应动力学模型. 速率常数随紫外光强的增强而增大,并且与初始ρ(4BS)呈负相关关系. 溶液pH是影响光解反应的重要因素,速率常数随pH升高而增加显著,强碱性条件下光解速率最快. 光解对溶液中总氮的去除分为三步,含氮结构的发色基团易吸收紫外光,在反应初期被降解而生成气态含氮物,生成的中间产物比较稳定,需要经过一段时间的能量积累才能继续降解,从而总氮的去除率再次升高.      

紫外光强化Fe(Ⅱ)-EDTA活化过硫酸盐降解直接耐酸大红4BS

为探索硫酸根自由基对偶氮染料的降解能力,以直接耐酸大红4BS（下称大红4BS）为模拟污染物,通过UV/Fe（Ⅱ）-EDTA/PDS（PDS为过硫酸钠）体系,探讨了初始c（PDS）、Fe（Ⅱ）/EDTA（摩尔比）、无机盐阴离子等对大红4BS降解的影响.结果表明,大红4BS的脱色率随着初始c（PDS）的增加而增大,当c（PDS）超过15 mmol/L时无显著变化.Fe（Ⅱ）/EDTA比在5:1时效果最好,5 min时使0.038 0 mmol/L大红4BS的脱色率达到93.6%.反应符合二级动力学模型.HCO₃-、Cl-、NO₃-、SO₄2-等无机盐阴离子表现出明显抑制作用,c（无机盐阴离子）在100 mmol/L条件下,脱色率分别降低66.9%、13.2%、12.1%、9.43%.利用紫外可见光谱,依据其结构与特征吸收的关系,初步推测自由基离子对大红4BS降解的途径:苯环最先遭到破坏,随后偶氮键断裂、萘环开裂.研究显示,UV光可有效强化Fe（Ⅱ）-EDTA活化过硫酸盐形成SO₄-·自由基,对偶氮染料具有很好的脱色能力,最佳反应条件[PDS:Fe（Ⅱ）:EDTA（摩尔比）为15:5:1]下,大红4BS在10 min时脱色率高达98.1%.      

零价铝还原处理偶氮染料活性蓝222废水

为有效处理难生物降解的碱性偶氮染料废水,以典型偶氮染料RB222(活性蓝222)为处理对象,在碱性条件下直接采用零价铝进行还原处理,并系统评价了溶液pH、反应温度以及零价铝粉投加量等因素对偶氮染料分子降解效果的影响. 结果表明:随着pH从7.00增至12.00,脱色率从62.6%升至98.4%;零价铝粉投加量从5 g/L增至50 g/L,脱色率从90.8%升至98.8%. 零价铝还原处理偶氮染料最优条件:温度为60~80 ℃,零价铝粉投加量为10~25 g/L,体系pH为11. 在该条件下,经过2 h处理,脱色率超过99%,溶液可生化性〔ρ(BOD₅)/ρ(COD_Cr)〕从0.169升至0.386,易于后续生化处理. 电喷雾电离质谱(ESI-MS)和傅立叶变换红外线光谱分析仪(FTIR)分析表明,偶氮染料中—NN—(偶氮键)被破坏,还原产物中有苯胺类小分子. 根据试验结果推测偶氮染料的还原路径:水中的质子接受零价铝表面的电子生成活性氢,活性氢攻击—NN—,将偶氮化合物还原裂解成易于生物降解的苯胺类小分子物质. 通过处理江苏某地所取得的实际印染废水,废水的可生化性从0.126升至0.388,提高明显.      

高铁酸盐溶液氧化直接耐晒黑G的效果及机理

研究了高铁酸盐溶液(FS)降解直接耐晒黑G(DB19)的效果,并采用UV-Vis、GC/MS等方法对降解机理进行了分析.结果表明,FS对DB19的脱色效果较好,pH<7.7时,5min的脱色率达到94%以上,最佳范围为pH<10.7.FS的最佳投加量为20mg/L,反应60min时,对DB19色度和COD的去除率分别为95%和60%. FS对DB19废水TOC的去除率为5%,表明染料大分子难以被完全矿化.UV-Vis扫描、GC/MS分析和体系pH值的变化结果表明,染料分子的偶氮键能被迅速攻击破坏,使染料消色,染料大分子被氧化为有机小分子中间产物,提高了染料废水的可生化性,同时产生大量的酸性有机中间物质,导致体系的pH值显著降低.     

附着态半导体光催化剂光解可溶性染料的研究

以３００Ｗ中压汞灯和日光为光源，研究了将ＴｉＯ２等半导体粉末附着在海砂和玻璃表面对直接耐晒大红４ＢＳ（下简称４ＢＳ）、活性黑ＫＮ－Ｂ（下简称ＫＮ－Ｂ）和亚甲基蓝（下简称ＭＢ）水溶液的催化光解。结果表明：几种染料均显光解；光解为一级动力学反应；附着复合的ＴｉＯ２－Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２－ＷＯ３比附着单一的ＴｉＯ２光催化效果好；附着态ＴｉＯ２重复使用１５次（每次８ｈ）后催化能力降低１７．９％。以基态电     

藻菌系统降解偶氮染料的机理研究

研究了藻、菌及藻菌共存系统对偶氮染料降解的机理.50种偶氮染料的降解试验表明,多数偶氮染料可被藻、菌或二者共存系统所降解.藻也能单独降解偶氮染料,其降解机理基本一致:偶氮化合物的偶氮双键首先被还原裂解,产生芳香胺,芳香胺再被进一步降解.偶氮双键还原是由偶氮还原酶催化的.偶氮还原酶受氧抑制.芳香胺的降解是需氧的.     

Enhanced anaerobic fermentation with azo dye as electron acceptor： Simultaneous acceleration of organics decomposition and azo decolorization

Accumulation of hydrogen during anaerobic processes usually results in low decomposition of volatile organic acids（VFAs）. On the other hand, hydrogen is a good electron donor for dye reduction, which would help the acetogenic conversion in keeping low hydrogen concentration. The main objective of the study was to accelerate VFA composition through using azo dye as electron acceptor. The results indicated that the azo dye serving as an electron acceptor could avoid H2 accumulation and accelerate anaerobic digestion of VFAs. After adding the azo dye, propionate decreased from 2400.0 to 689.5 mg/L and acetate production increased from 180.0 to 519.5 mg/L. It meant that the conversion of propionate into acetate was enhanced. Fluorescence in situ hybridization analysis showed that the abundance of propionate-utilizing acetogens with the presence of azo dye was greater than that in a reference without azo dye. The experiments via using glucose as the substrate further demonstrated that the VFA decomposition and the chemical oxygen demand（COD） removal increased by 319.7 mg/L and 23.3% respectively after adding the azo dye. Therefore, adding moderate azo dye might be a way to recover anaerobic system from deterioration due to the accumulation of H2 or VFAs.     

活性嫩黄染料废水的臭氧降解研究

以活性嫩黄X-7G模拟染料废水为研究对象,观察了臭氧氧化过程中染料溶液的pH、电导以及吸光度的变化,利用离子色谱仪对染料溶液中Cl-、SO42-、NO3-和NH4+的生成过程进行了分析。结果表明臭氧对染料的降解符合一级反应动力学,20min内对染料的脱色率达96.7%以上,染料分子中的Cl和S在反应40min后分别有97.2%和73.5%被氧化为Cl-、SO42-,偶氮键被臭氧化为N2,-NH2部分质子化形成NH4+,新生成的NO3-来源于NH4+和其他含N基团的氧化。